Anleitung bzw. Beispiele zum Aufstellen von Reaktionsschemata in Ionenformelschreibweise:
Beispiel:
Es soll Magnesiumchlorid hergestellt werden
Wortreaktionsschema:
Magnesium + Salzsäure → Magnesiumchlorid + Wasserstoff / exotherm
Magnesium steht in der 2. Hauptgruppe. Magnesiumatome geben daher gerne 2 Elektronen ab. Magnesium-Ionen sind also 2-fach positiv geladen. Chlorid ist der Säurerest der Salzsäure. Die Summenformel von Salzsäure ist HCl. In diesem "Molekül" ist nur 1 Wasserstoff-Atom enthalten. Deshalb ist der Säurerest 1-fach negativ geladen.
Mg2+Cl-
Um das 2-fach positiv geladene Magnesium-Ion auszugleichen sind 2 Chlorid-Ionen nötig. Die Summenformel in Ionenformel-Schreibweise für das feste Salz ist also:
Mg2+Cl-2
In Wasser sind die Ionen alle frei beweglich und mit einer HydrathülleLex umgeben:
Mg2+(aq) + 2 Cl-(aq)
Es sind 2 einzelne Chlorid-Ionen. Deshalb steht die 2 vor dem Symbol.
Bekannt ist weiterhin, dass bei der Reaktion einer Säure mit einem unedlen Metall Wasserstoff entsteht (s.o.). Das Entstehen eines Gases bei einer Reaktion wird auch oft mit einem Pfeil nach oben gekennzeichnet:
Reaktionsschema in Ionenformelschreibweise:
Mg + 2 H+(aq) + 2 Cl-(aq) → Mg2+(aq) + 2 Cl-(aq) + H2↑ /exotherm
(2 HCl(l)) Magnesiumchlorid, MgCl2,
ist wasserlöslich
Wann schreibt man die Verhältnisformel, wann die Ionenformel?
Magnesiumchlorid ist ein Geschmacksverstärker und kann als Kochsalzersatz dienen. Es ist auch im Trinkwasser und Meerwasser enthalten.
Weitere Beispiele:
Synthese von Zinksulfat
Wortreaktionsschema:
Zink+ Schwefelsäure → Zinksulfat + Wasserstoff / exotherm
Reaktionsschema in Ionenformelschreibweise:
Zn + 2 H+(aq) + SO42-(aq) → Zn2+(aq) + SO42-(aq) + H2↑ /exotherm
H2SO4 Zinksulfat, ZnSO4,
ist wasserlöslich
Synthese von Natriumphosphat
Wortreaktionsschema:
Natrium + Phosphorsäure → Natriumphosphat + Wasserstoff / exotherm
Reaktionsschema in Summenformelschreibweise (Symbolformelschreibweise):
6 Na + 2 H3PO4 → 2 Na3PO4 + 3 H2↑ /exotherm
Natrium-Ionen sind einfach positiv geladen, der Phosphat-Rest der Phosphorsäure ist 3-fach negativ geladen. Da in einer Formeleinheit Phosphorsäure eine ungerade Anzahl an Wasserstoffteilchen enthalten sind, auf der Produktseite aber molekularer Wasserstoff entsteht, müssen zwei mol Phosphorsäure auf der Eduktseite eingesetzt werden.
Reaktionsschema in Ionenformelschreibweise:
6 Na + 6 H+(aq) + 2 PO43-(aq) → 6 Na+(aq) + 2 PO43-(aq) + 3 H2↑ /exotherm
Phosphate werden als Zusatz in Waschmitteln verwendet. Ihr Einsatz ist heute in einigen Ländern (unter anderem Schweiz) verboten. Phosphate werden auch als Kunstdünger eingesetzt.
Synthese von Natriumchlorid (mit Hilfe einer Säure)
Wortreaktionsschema:
Natrium + Salzsäure → Natriumchlorid + Wasserstoff / exotherm
Reaktionsschema in Summenformelschreibweise (Symbolformelschreibweise):
2 Na + 2 HCl(l) → 2 NaCl + H2↑ /exotherm
Reaktionsschema in Ionenformelschreibweise:
2 Na + 2 H+(aq) + 2 Cl-(aq) → 2 Na+(aq) + 2 Cl-(aq) + H2↑ /exotherm
Die eigentliche Reaktion findet zwischen dem unedlen Metall und den Wasserstoff-Ionen (Protonen) statt, die aus einer beliebigen Säure stammen können. Hierbei nehmen die Wasserstoff-Ionen jeweils ein Elektron auf. Dabei entstehen Wasserstoff-Atome. Jeweils zwei Wasserstoff-Atome bilden ein Wasserstoff-Molekül:
